JP5580785B2

JP5580785B2 - 浮体式フラップゲート

Info

Publication number: JP5580785B2
Application number: JP2011137771A
Authority: JP
Inventors: 京一仲保; 俊明森井; 善人山川; 真規乾; 雄一郎木村
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 2011-06-21
Filing date: 2011-06-21
Publication date: 2014-08-27
Anticipated expiration: 2031-06-21
Also published as: JP2013002250A

Description

本発明は、例えば防波堤の開口部に設置され、増水時、増水した水が生活空間や地下空間に流れ込まないように、扉体を浮上させて前記開口部を遮断する浮体式フラップゲートに関するものである。

増水時に、増水した水が生活空間や地下空間に流れ込まないように、流入しようとする水の浮力を利用して扉体を浮上させ、例えば防波堤の開口部を遮断する浮体式フラップゲートがある（例えば特許文献１）。

この浮体式フラップゲートにおいて、浮上した扉体と扉体両側の側部戸当りとの水密方法として、側部戸当りと相対する扉体の側面部に側部水密ゴムを取り付けている（例えば特許文献２）。

一方、扉体の底部の水密は、扉体の底部には起立揺動の回転中心となるヒンジ部があるため、扉体の側部に比べて水密ゴムを設置することが難しい。そこで、例えば特許文献３では、扉体のヒンジ部を避けた位置の扉体の表面側に水密ゴム膜を取り付けている。

しかしながら、特許文献３のように、扉体の表面側に水密ゴム膜を設置した、図８に示したような場合は、扉体１の起立時には、同図（ｂ）に示すようにヒンジ部２の回転中心と水密ゴム膜３の設置部のずれによって水密ゴム膜３に余りが生じて弛むことになる。そして、この弛みにより水密性が低下するのに加えて、弛んだ空間に異物が侵入して水密ゴム膜３を損傷させる場合がある。

反対に、図９に示すように、扉体１の背面側に水密ゴム膜３を設置した場合は、扉体１の起立時には、水密ゴム膜３が引き伸ばされる一方（同図（ｂ）参照）、倒伏時には水密ゴム膜３が屈曲したりするので、強靭で柔軟な水密ゴム膜３が必要になる。

特開２００１−２１４４２５号公報実開昭６２−７２３３３号公報特開昭５８−４１１０９号公報

本発明が解決しようとする問題点は、従来の浮体式フラップゲートは、扉体を起伏揺動する回転中心に回転軸を設けているので、回転中心を避けた位置に水密ゴム膜を取り付ける必要があり、水密ゴム膜の変形量が大きくなって水密性の低下や水密ゴム膜を損傷させる場合があったり、強靭で柔軟な水密ゴム膜が必要になるという点である。

本発明は、上記問題を解決すべく、扉体の底面に設置する水密ゴム膜の変形量を小さくできて従来の問題点を解決できる浮体式フラップゲートを提供することを目的としてなされたものである。

本発明の浮体式フラップゲートは、
開口部或いは出入口に設置され、水が流入する際、前記開口部或いは前記出入口を遮断すべく、前記流入する水の方向に高さ方向の平面内で、基端側を回転中心として先端側が起立揺動する扉体を有する浮体式フラップゲートであって、
扉体に設けるヒンジ機構を、扉体の先端側側面と基端側側面にそれぞれ突設状に取り付けたピンと、これらピンを案内すべく扉体の両側の側部戸当りに設けた、扉体の前記回転中心を中心とする円弧状の溝とで構成すると共に、
前記ヒンジ機構のガイド機構を、扉体の基端側に設けた凹円弧状の接触面と、扉体を収容する基台側に設けた、前記凹円弧状の接触面と対をなす凸円弧状の接触面とで構成し、
扉体の基端側と基台を繋ぐ水密ゴム膜を、前記扉体の回転中心を通るように配置したことを最も主要な特徴としている。

上記の本発明では、扉体の回転中心に回転軸が存在しないので、回転中心を通るように水密ゴム膜を配置することが可能になり、扉体の起伏動作時の水密ゴム膜の変形量を最小にすることができる。

上記本発明において、扉体の先端側側面と基端側側面に取り付けたピンは、位相のずれが可能な限り９０°となるように設けた場合には、先端側と基端側でそれぞれ法線方向に拘束される扉体は、安定した状態で回転中心が確保される。

本発明では、扉体の起伏動作時の水密ゴム膜の変形量を最小にすることができるので、水密性の低下や水密ゴム膜の損傷を最小限にすることができる。また、強靭で柔軟な水密ゴム膜が必要でないので、使用可能なゴムの種類が増加する。

本発明の浮体式フラップゲートの概略構成図で、（ａ）は側面側から見た図、（ｂ）は扉体基端側の拡大図である。本発明の浮体式フラップゲートを平面方向から見た概略構成図である。本発明の浮体式フラップゲートの扉体の先端側と基端側に設けたピンと、側部戸当りに設けた溝を説明する図である。本発明の浮体式フラップゲートの扉体に設けたピンと側部戸当りに設けた溝を拡大して説明する図である。（ａ）（ｂ）は本発明の浮体式フラップゲートの扉体に設けたピンの取り付け態様の一例を説明する図である。側部戸当り側から扉体にピンを取り付ける場合の一例を示した図である。ピンに代えて扉体に車輪を取り付けた場合の例を示した図である。扉体の表面側に水密ゴム膜を設置した従来の浮体式フラップゲートの底部水密方法の問題点を説明する扉体を側面方向から見た図で、（ａ）は扉体の倒伏状態の図、（ｂ）は扉体の起立状態の図である。扉体の背面側に水密ゴム膜を設置した従来の浮体式フラップゲートの底部水密方法の問題点を説明する扉体を側面方向から見た図で、（ａ）は扉体の倒伏状態の図、（ｂ）は扉体の起立状態の図である。

本発明は、扉体の底面に設置する水密ゴム膜の変形量を小さくするという目的を、扉体の基端側に設ける回転中心に回転軸が存在しない構成とすることで実現した。

以下、本発明を実施するための形態を、図１〜図７を用いて詳細に説明する。
図１〜図４は本発明の浮体式フラップゲートの第１の例を説明する図である。

図１〜図４において、１１は例えば防波堤の開口部の路面rsに設置される、内部に浮体を備えた扉体１２を有する本発明の浮体式フラップゲートである。

この浮体式フラップゲート１１は、海洋（或いは河川）から生活空間や地下空間に水が流入しようとする際、流入する水の水圧を利用して、基端側１２ａを回転中心として先端側１２ｂを起立揺動させて開口部を水密状態に遮断するものである。

この浮体式フラップゲート１１を構成する扉体１２は１つ（単数個）であって、扉体１２の、防波堤の開口部に設けた側部戸当り１３と相対する両側には側部水密ゴムが設けられている。

本発明の浮体式フラップゲート１１は、回転中心ｃを中心として扉体１２を起伏揺動させるヒンジ機構として、図１に示すように、扉体１２の先端側側面と基端側側面にそれぞれ、例えば円柱状のピン１２ｃ，１２ｄを溶接により突設状に取り付けている。そして、扉体１２の両側の側部戸当り１３には、前記回転中心ｃを中心とする半径Ｒ１とＲ２の円弧状の溝１３ａと１３ｂを設けている。

前記溝１３ａ，１３ｂの円弧の長さは、扉体１２の起伏揺動の範囲とし、溝１３ａ，１３ｂの幅は、前記ピン１２ｃ，１２ｄの運動を法線方向（図３の白抜き矢印で示す方向）に拘束しつつ、円周方向に案内すべく摺動可能な程度の大きさとする。

前記構成のヒンジ機構の場合、扉体１２の先端側側面に設けたピン１２ｃを案内する溝１３ａは、扉体１２の基端側側面に設けたピン１２ｄを案内する溝１３ｂよりも時計回り方向に９０°位相をずらせて設けている。このようにすれば、先端側と基端側でそれぞれ法線方向に拘束される扉体１２は、より安定した状態で回転中心ｃが確保される。

本発明の浮体式フラップゲート１１は、前記ヒンジ機構のガイド機構として、扉体１２の基端側１２ａに約９０°の範囲の凹円弧状接触面１２ａａを設けている。そして、扉体１２を収容する基台１４には、前記凹円弧状接触面１２ａａと対をなす、約９０°の範囲の凸円弧状接触面１４ａａを設けている。

前記構成のガイド機構では、扉体１２の基端側１２ａに設けた凹円弧状接触面１２ａａが、扉体１２の起立揺動と共に、基台１４に設けたガイド部材１４ａの凸円弧状接触面１４ａａに沿って移動することで、ヒンジ機構をガイドする。

前記構成のヒンジ機構では、扉体１２の回転中心ｃに回転軸が存在しないので、図２に示すように、回転中心ｃを通るように、扉体１２の幅方向に亘って一様に水密ゴム膜１５を配置することが可能になる。

この水密ゴム膜１５は、例えば図１（ｂ）に示すように、扉体１２の基端側１２ａの端面に取付けた押さえ板１６と、基台１４に取付けた押さえ板１７を介してボルトで取り付ければよい。これら押さえ板１６，１７間には、扉体１２の起伏揺動時に水密ゴム膜１５を疵付けないようにするため、回転中心ｃ付近に隙間ｄを設ける。また、隙間ｄを設ける押さえ板１６，１７の端面は、水密ゴム膜１５の損傷を防止するために、図１（ｂ）に示すように、面取りを施しておく。

このような回転中心ｃを通る位置に水密ゴム膜１５を配置すれば、扉体１２の起伏動作時の水密ゴム膜１５の変形量を最小にすることができる。従って、止水性能が向上すると共に水密ゴム膜１５の耐久性が向上してメンテナンスの頻度を減少することができる。また、伸縮性の悪いゴムや、殆ど伸縮性のない遮水シートでも使用することができるので、使用できる止水用部材の種類が増加して、コストダウンにつながる。また、ゴムやシートの過剰な屈曲や余りが生じることを防ぐこともできる。

本発明は、前記の例に限るものではなく、各請求項に記載の技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。

例えば、前記の発明例では、ピン１２ｃ，１２ｄを溶接で取り付けるものを示したが、溶接で取り付けることができない場合は、ねじで取り付けても良い。

ねじで取り付ける場合は、側部戸当り１３、扉体１２を設置した後でのピン１２ｃ，１２ｄの取り付けや、ピン１２ｃ，１２ｄの突出量の調整のため、図５に示すように、扉体１２の内側からピン１２ｃ，１２ｄを突出させ、ロックナット１９で固定する構造とすることが望ましい。この場合、扉体１２におけるピン１２ｃ，１２ｄの取り付け部に作業用開口を設け、開閉蓋２０を取り付けておくようにすれば良い。突出部は、図５（ａ）のように、ねじがむき出しのままでも良いが、図５（ｂ）のようにカバー２１を取り付けても良い。なお、２２はカバー２１の固定用ロックナットを示す。

また、扉体１２の内側からピン１２ｃ，１２ｄを突出させるのに代えて、図６に示すように、予め扉体１２に取付けたナット２３に、側部戸当り１３側からピン１２ｃ，１２ｄをねじ込むものでも良い。

また、図７に示したように、接触時の摩擦抵抗を抑えるために、前記ピン１２ｃ，１２ｄに車輪２４を取り付けても良い。

１１浮体式フラップゲート
１２扉体
１２ａ基端側
１２ａａ凹円弧状接触面
１２ｂ先端側
１２ｃ，１２ｄピン
１３側部戸当り
１３ａ溝
１３ｂ溝
１４基台
１４ａガイド部材
１４ａａ凸円弧状接触面
１５水密ゴム膜
２４車輪
ｃ回転中心

Claims

開口部或いは出入口に設置され、水が流入する際、前記開口部或いは前記出入口を遮断すべく、前記流入する水の方向に高さ方向の平面内で、基端側を回転中心として先端側が起立揺動する扉体を有する浮体式フラップゲートであって、
扉体に設けるヒンジ機構を、扉体の先端側側面と基端側側面にそれぞれ突設状に取り付けたピンと、これらピンを案内すべく扉体の両側の側部戸当りに設けた、扉体の前記回転中心を中心とする円弧状の溝とで構成すると共に、
前記ヒンジ機構のガイド機構を、扉体の基端側に設けた凹円弧状の接触面と、扉体を収容する基台側に設けた、前記凹円弧状の接触面と対をなす凸円弧状の接触面とで構成し、
扉体の基端側と基台を繋ぐ水密ゴム膜を、前記扉体の回転中心を通るように配置したことを特徴とする浮体式フラップゲート。
扉体の先端側側面と基端側側面に取り付けたピンは、位相のずれが可能な限り９０°となるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の浮体式フラップゲート。
扉体の先端側側面と基端側側面に取り付けたピンに代えて、回転可能な車輪を取付けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の浮体式フラップゲート。